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Einsparpotenziale beim Kunststoffeinsatz durch Industrie, Handel und Haushalte in Deutschland
(2015)
Die Produktion von Kunststoffen ist eine Geschichte extremen Wachstums: waren es global 1950 noch 1,7 Millionen, sind es 2012 weltweit 288 Millionen Tonnen (Mt). 57 Mt davon werden in der EU erzeugt mit einem gleichzeitigen Abfallvolumen von 25 Mt. Einher gehen hohe Verbräuche fossiler Rohstoffe mit entsprechenden Umweltbelastungen und massiven Schäden, die durch Plastikmüll verursacht werden. Das Wuppertal Institut hat im Auftrag des Naturschutzbunds Deutschland (NABU) untersucht, wie sich dieser Wachstumstrend in Deutschland ohne Gegensteuerung fortsetzen wird und mit welchen Strategien die Plastikflut eingedämmt werden kann. Die Autoren der Studie errechneten einen Steigerung um 28 Prozent bis zum Jahr 2030, insbesondere in den Bereichen Verpackungen und Bau. Für die künftig wichtigsten Anwendungsbereiche wurden in der Studie jeweils drei konkrete Ansätze zur Verringerung des Kunststoffeinsatzes aus den Bereichen Industrie, Handel und Haushalte ausgewählt. Diese neun Optionen wurden an Fallbeispielen auf ihre Vor- und Nachteile und die grundsätzliche technische, rechtliche und ökonomische Machbarkeit hin diskutiert. Umsetzungsansätze liefert die Studie für den politischen Raum, für Unternehmen und den privaten Konsum.
Während die Politik Anreize für eine gesellschaftsorientierte Forschung setzt, vernetzen sich Studierende, Hochschulmitarbeiter und Akteure der Zivilgesellschaft zugunsten einer Lehre, die sich dem Leitbild der nachhaltigen Entwicklung verpflichtet fühlt. Die Kombination beider Mechanismen ist am vielversprechendsten, wenn es darum geht, Wissenschaft zu transformieren.
Dieses Wuppertal Paper befasst sich mit folgenden Leitfragen: Wie wichtig sind Stadtwerke für die Energiewende? Was sind dabei die besonderen Beiträge von Stadtwerken? Hier ist insbesondere zu berücksichtigen, dass kommunal betriebene Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) ein wichtiger Komplementär zum Ausbau der erneuerbaren Energien darstellen und dass kommunale KWK-Anlagen inzwischen einen nennenswerten Beitrag zur Sicherstellung der Residuallast liefern. Zudem geht es um die Leitfrage, welche Rahmenbedingungen die Rolle von Stadtwerken als zentrale Akteure der Energiewende und insbesondere als Betreiber von KWK-Anlagen erschweren.
Technologische Innovationen in den Bereichen erneuerbare Energien und Energieeffizienz bilden eine wesentliche Grundlage der weltweiten Energiesystemtransformation und wirken bei geeigneter Implementierung als Wertschöpfungsmotor. Die Größe und erhebliche Wachstumsdynamik der internationalen Märkte für Energietechnologien und -systeme macht die Positionierung deutscher Unternehmen auf diesen Märkten daher zu einem Thema von sehr weitreichender wirtschaftspolitischer Relevanz. Daraus ergibt sich die Frage, wie Deutschland von einer konsequenten Umsetzung der Energiewende und seiner damit verbundenen Vorreiterfunktion auf den internationalen Märkten für Energietechnologien profitieren kann.
Die Akteurswende
(2015)
Die zunehmende Abkehr vom ursprünglichen EEG-Vergütungssystem mit einer festen Einspeisevergütung hin zu einer mehr und mehr marktorientierten Ausrichtung führt zu der Frage, ob die Umstrukturierung des EEG am Ende zu einer neuen Phase der Energiewende führt, der Neo-EEG-Phase.
Im vorliegenden Artikel werden die Veränderungen und Entwicklungsphasen des EEG mit besonderem Blick auf die Akteure des Stromsystems analysiert. Im Kontext der Energiewende können die zu beobachtenden und teils deutlich einschneidenden Veränderungen für alle Akteure des Systems durchaus als "Akteurswende" verstanden werden.
Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) have decided to establish a "new market-based mechanism" (NMM) to promote mitigation across "broad segments" of developing countries' economies but have so far defined only some broad outlines of how it is to function. This article identifies key design options of the NMM based on a survey of the literature and reviews them against a range of assessment criteria. Furthermore, potential application of the NMM is analysed for five country-sector combinations. The analysis finds that lack of data and of institutions that could manage the NMM are key bottlenecks. In addition, the analysis reveals the existence of substantial no-regret reduction potential, suggesting that sectors may not be sensitive to the market incentives from an NMM. Governmental capacity building and Nationally Appropriate Mitigation Actions (NAMAs) might be more appropriate in the short term, preparing the ground for the adoption of market-based approaches at a later stage. NMM pilots could be based on supported NAMAs but should ideally generate tradable and compliance-grade emission credits in order to fully simulate the real-life conditions of an NMM.
Policy relevance: The Doha conference identified "possible elements" of the NMM to be addressed in the development of the NMM's modalities and procedures. This article identifies available options for these possible elements and reviews these options against a number of criteria, including environmental effectiveness, economic efficiency, political and administrative efficiency, and others. On this basis the article identifies options that are best suited to fulfil the main aims of the NMM as decided at the Durban conference, "to enhance the cost-effectiveness of, and to promote, mitigation actions". In addition, the article analysis potential application of the NMM for five country-sector combinations. The analysis assesses the emission reduction potential that could be mobilized through the NMM as well as the institutional market readiness of the sectors. Finally, the article synthesizes the challenges ahead for the NMM that have emerged from the analysis and suggests possible ways forward.
Decision-making in sustainable urban mobility planning : common practice and future directions
(2015)
The European Commission aims to foster sustainable local transport systems through the concept of "Sustainable Urban Mobility Plans" (SUMPs). This paper is intended as a think piece highlighting the challenges for cities in selecting sustainable and cost-effective transport and mobility measures. Not only does the paper convey an understanding of the challenges of determining a transport project's viability, but it also presents five case studies of sustainable urban mobility planning and the role of project appraisal in those policy-making processes.
Während der gesamten Dauer seines Lebens ist der Mensch beständig mit dem Phänomen "Knappheit" konfrontiert. Er muss essen, trinken, sich vor den Unbilden der Natur schützen - und das unter widrigen Bedingungen wie Kälte und Hitze oder beschränkter Nahrungsverfügbarkeit in vielen Regionen der Erde. Vor diesem Hintergrund der "Knappheit" hat die Menschheit jedoch beeindruckende Zivilisationsleistungen vollbracht: die Entwicklung der Landwirtschaft seit dem Neolithikum, die Gründung von Städten, den Aufbau industrieller Produktion ab dem späten 18. Jahrhundert. Mit jedem Schritt entstanden dabei neue Erfahrungen von Fülle, im Sinne von materiellem Reichtum, aber auch von wachsendem Bewusstsein für die nichtmateriellen Faktoren, die ein erstrebenswertes Leben auszeichnen, z. B. Bildung, Kultur und gesellschaftliche Teilnahme.
Uwe Schneidewind definiert Suffizienz und erläutert die Hintergründe.
In the face of persistent sustain ability problems challenging economic development, ecological integrity as well as social justice, transformational changes are crucial. Proposed changes shall include, for instance, large-scale transitions of practices, infrastructures as well as values and priorities. In Germany, real-world laboratories are proposed for research in and with society, aiming to understand and contribute to transformations.
The CO2 utilisation is discussed as one of the future low-carbon technologies in order to accomplish a full decarbonisation in the energy intensive industry. CO2 is separated from the flue gas stream of power plants or industrial plants and is prepared for further processing as raw material. CO2 containing gas streams from industrial processes exhibit a higher concentration of CO2 than flue gases from power plants; consequentially, industrial CO2 sources are used as raw material for the chemical industry and for the synthesis of fuel on the output side. Additionally, fossil resources can be replaced by substitutes of reused CO2 on the input side. If set up in a right way, this step into a CO2-based circular flow economy could make a contribution to the decarbonisation of the industrial sector and according to the adjusted potential, even rudimentarily to the energy sector.
In this study, the authors analyse potential CO2 sources, the potential demand and the range of applications of CO2. In the last chapter of the final report, they give recommendations for research, development, politics and economics for an appropriate future designing of CO2 utilisation options based upon their previous analysis.
The industry sector accounted for just over 30% of global GHG emissions in 2010 and scenarios envisage a continuing rise in demand for energy-intensive materials. This article sums up the most recent international analysis (IPCC, IEA, UNIDO, Global Energy Assessment) to give a broad view of the current prospects for reducing GHG emissions in industry. It does so from a global perspective, complementing where necessary where regional and sector-specific case studies. The article addresses the portfolio of options available, their technical and economic potentials, the experience in the use of policy instruments in industry, the synergies and tradeoffs that mitigation in the industry sector can have with other policy objectives, and the specific concerns of developing countries. Long-term decarbonisation pathways for the sector are also presented.
Due to significant success in technology development and cost reductions, the electricity system is now widely perceived as the part of the energy system to be first in decarbonisation. This means a double challenge for the system: Firstly, it will undergo significant change due to rapidly increasing shares of fluctuating renewable generation; Secondly, there will be an expansion of electricity into other fields of the energy system such as heat generation and transport.
German electricity giants have recently taken high-level decisions to remove selected fossil fuel operations from their company portfolio. This new corporate strategy could be seen as a direct response to the growing global influence of the fossil fuel divestment campaign. In this paper we ask whether the divestment movement currently exerts significant influence on decision-making at the top four German energy giants - E.On, RWE, Vattenfall and EnBW. We find that this is not yet the case. After describing the trajectory of the global fossil fuel divestment campaign, we outline four alternative influences on corporate strategy that, currently, are having a greater impact than the divestment movement on Germany's power sector. In time, however, clear political decisions and strong civil support may increase the significance of climate change concerns in the strategic management of the German electricity giants.
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat gemeinsam mit dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie in der Studie "STROMbegleitung" Technologien, Perspektiven und Ökobilanzen elektrifizierter PKW untersucht. Die Studie gibt einen umfassenden Einblick in den aktuellen Stand der Technik, identifiziert Trends und analysiert die Ökobilanz unterschiedlicher Fahrzeugkonzepte. Gleichzeitig ordnet sie die deutschen Aktivitäten im Bereich Elektromobilität in einen globalen Kontext ein.
Der Ergebnisbericht dokumentiert in Kapitel 2 die in diesem Forschungsvorhaben durchgeführten Arbeiten an dem von der TU Delft entwickelten agentenbasierten Strommarktmodell EMLab-Generation, das als Open-Source Modell konzipiert ist. Einen zentralen Aspekt bildet die Übertragung des Modells, das ursprünglich die beiden Regionen CWE (Central-Western- Europe) und UK umfasste, auf ein Modell mit den beiden Regionen Deutschland und Europa (ohne Deutschland), im Wesentlichen in den Grenzen der EU28. Diese Übertragung ist die Grundlage für die Untersuchung unterschiedlicher Fragestellungen hinsichtlich der zukünftigen Entwicklung des Strommarkts in Deutschland innerhalb des europäischen Verbundnetzes bei hohen Anteilen fluktuierender erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung.
Nach der Darstellung der konkreten Zielsetzung und der Grundlagen des vorhandenen Modells werden im Hauptteil (Kapitel 2.3) die eigenen Modellierungsarbeiten (Datenaufbereitung, Modellierung und "lessons learned") beschrieben. Im Anschluss erfolgt eine kurze Darstellung einer noch in Erarbeitung befindlichen Masterarbeit zur Berücksichtigung von Risikoaspekten innerhalb des Investitionsalgorithmus' von EMLab-Generation, die sich aus dem internationalen ABM-Workshop als offene methodische Fragestellung von Strommarktmodellen ergeben hat (Kapitel 2.4). Kapitel 2.5 gibt eine kritische Einschätzung der erreichten Modellierungsergebnisse sowie weitere mögliche Anwendungen der neu konzipierten Modellregionen.
Kapitel 3 gibt anschließend einen Überblick über die in diesem Vorhaben durchgeführten gemeinsamen Workshops zwischen TU Delft und Wuppertal Institut sowie den internationalen Workshop, an dem fünf Forschungseinrichtungen aus Deutschland sowie die TU Delft erstmals ihre Erfahrungen mit ABM-Strommarktmodellierung austauschten und methodischen Forschungsbedarf aufarbeiteten.
Der Bericht schließt mit einer kurzen Zusammenfassung sowie einem Ausblick auf weitere Forschungsarbeiten, mit denen die im Rahmen dieser Anbahnungsmaßnahme begonnene Kooperation zwischen Wuppertal Institut und TU Delft fortgesetzt werden soll.
The German government has set itself the target of reducing the country's GHG emissions by between 80 and 95% by 2050 compared to 1990 levels. Alongside energy efficiency, renewable energy sources are set to play the main role in this transition. However, the large-scale deployment of renewable energies is expected to cause increased demand for critical mineral resources. The aim of this article is therefore to determine whether the transformation of the German energy system by 2050 ("Energiewende") may possibly be restricted by a lack of critical minerals, focusing primarily on the power sector (generating, transporting and storing electricity from renewable sources). For the relevant technologies, we create roadmaps describing a number of conceivable quantitative market developments in Germany. Estimating the current and future specific material demand of the options selected and projecting them along a range of long-term energy scenarios allows us to assess potential medium- or long-term mineral resource restrictions. The main conclusion we draw is that the shift towards an energy system based on renewable sources that is currently being pursued is principally compatible with the geological availability and supply of mineral resources. In fact, we identified certain sub-technologies as being critical with regard to potential supply risks, owing to dependencies on a small number of supplier countries and competing uses. These sub-technologies are certain wind power plants requiring neodymium and dysprosium, thin-film CIGS photovoltaic cells using indium and selenium, and large-scale redox flow batteries using vanadium. However, non-critical alternatives to these technologies do indeed exist. The likelihood of supplies being restricted can be decreased further by cooperating even more closely with companies in the supplier countries and their governments, and by establishing greater resource efficiency and recyclability as key elements of technology development.
Das Arbeitspapier adressiert die Definition und Typisierung von Living Labs. Ziel ist einerseits die Erarbeitung einer Living Lab Definition, die im INNOLAB Projekt als Referenzrahmen für die weiteren Arbeitspakete dienen soll. Andererseits soll die deutsche Living Lab Landschaft kartiert werden.
Dieses Papier ist ein Ergebnis aus dem Arbeitspaket 1 "Bestandsaufnahme des Innovationsumfeldes für Living Labs" im Rahmen des Projektes "Living Labs in der Green Economy: Realweltliche Innovationsräume für Nutzerintegration und Nachhaltigkeit" (INNOLAB). Die genutzte Methodik basiert im Wesentlichen auf einer Literaturstudie der relevanten Definitionen und Literatur sowie einer Google Recherche zur Erarbeitung einer Living Lab Karte.
In der Kurzanalyse wird die Mehrwertsteuer zunächst im Kanon der Steuerarten eingeordnet und die zentralen Gesetzesgrundlagen für die derzeitige Systematik und Differenzierungsvarianten dargestellt. Es werden ressourcenrelevante Mehrwertsteuer-Eingruppierungen mit Änderungsbedarf aufgezeigt und Vereinfachungen beziehungsweise Angleichungen vorgeschlagen. Die Implementationshürden einer solchen Reform und der sich ergebende Forschungsbedarf werden skizziert.
Jordan's electricity system has and continues to experience considerable pressures for reform due to continuous increase of electricity demand combined with high dependency on imported fossil fuels and a partially subsidised electricity market. In this paper we use the transitions pathways to examine and analyse pressures on the regime in relation to plausible future developments of particular niches such as renewable energy technologies. Our analysis is methodologically distinct in that we explicitly identify mechanisms operating in the system and relate those to existing scenarios to assess future developments. Currently, we see future developments being sensitive to the actions of key regime actors.
The current momentum in the electrification of the car fuels hope for a transition in mobility. However, electric vehicles have failed before and it is thus asked: What is the potential of e-mobility developing as a sustainable system innovation? In order to deal with this challenge analytically, a theoretical framework is developed: the concepts of transformative capacity of a new technology (do electric vehicles trigger "social" innovations, e.g. new business models or use patterns?) and system adaptability (how stable is the mobility regime?) are introduced and the issue of sustainability is discussed. This framework will be explored for the German innovation system for e-mobility. It can be shown that electric cars will only be successful when part of a system innovation and that the German innovation system is dominated by regime actors and thus potentially used as a way to fend off more substantial change.
Im Rahmen einer strategischen Partnerschaft zwischen Deutschland und Brasilien verfolgt die Zusammenarbeit für Nachhaltige Entwicklung (ZnE) das beidseitige Interesse, die Klima- und Biodiversitätsziele Brasiliens zu erreichen. Die Schwerpunkte der deutsch-brasilianischen Zusammenarbeit liegen auf den Bereichen Schutz und nachhaltige Nutzung der brasilianischen Tropenwälder und Erneuerbaren Energien und Energieeffizienz.
Im Schwerpunkt Energie kooperieren GIZ und KfW im Auftrag des BMZ seit 2009 mit brasilianischen Partnern. Die Zusammenarbeit beruht hierbei auf zentralen Hypothesen bezüglich zu erwartender Wirkungen im Hinblick auf die brasilianische Energiematrix, die Reduktion von Treibhausgasemissionen, die Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen für erneuerbare Energien und Energieeffizienz, sowie die Entstehung neuer Märkte.
Ziel ist, mit den von deutscher Seite eingesetzten Ressourcen einen höchstmöglichen Mehrwert in den Bereichen Klimaschutz und Biodiversität zu erreichen. Ein zusätzlicher Aspekt der Zusammenarbeit ist die Förderung neuer Märkte für international wettbewerbsfähige Zweige der deutschen und europäischen Wirtschaft.
Inwieweit die unternommenen Maßnahmen zu den erwarteten Wirkungen beitragen, und wie sie weiterentwickelt werden könnten, wurde im Rahmen dieser Studie in Zusammenarbeit mit dem brasilianischen Partnerinstitut COPPE der Universität Rio de Janeiro anhand von ausgewählten Projekten aus verschiedenen Technologiebereichen untersucht. Diese Studie dient neben der kritischen Betrachtung von abgeschlossenen und laufenden Vorhaben der ZnE auch der künftigen strategischen Ausrichtung der technischen und finanziellen Zusammenarbeit zwischen Deutschland und Brasilien.
The efficiency strategy to exploit the potential for energy savings in buildings still is applied rather slowly in most countries. In addition, there are indications that energy savings are partly compensated particularly by wealth but also rebound effects, the "empty nest" (persistence of elderly people and couples in family homes), and cohort effects (e.g. vintages of people or buildings). In Germany, as in other European countries, the existing trend in housing is a continuously growing floor space per capita. Over the last decades it expanded from about 20 m2 in 1960 to currently 45 m2 per person. Forecasts expect a further increase to more than 50 m2 per person. Obviously, more floor space needs more energy for space heating and cooling, ventilation, and lighting, but it also allows the household to operate more and or bigger appliances, all of which increase energy consumption.
On the other hand, housing projects emerge offering relatively small private living spaces in combination with various shared spaces to use. Many of them are based on private initiatives. But what is the motivation behind it? And is there a higher need for new living concepts in the future?
The proposed paper presents main drivers of increasing floor space per capita in Germany and discusses the question if more space is necessary for higher comfort. It presents different examples of housing concepts that strive to achieve good living with less space and suggests a "building typology of sufficiency".
Finally, the paper discusses qualitatively to which extent these housing concepts can lead to less energy use and emissions. In this way sufficiency could be best friend with efficiency and tackle wealth, rebound, and other effects that counter-act efficiency progress. But therefore, as the paper concludes, politics and policies should recognise sufficiency as a field of action instead of referring to individual decisions and lifestyles.
Heating behavior of households is key for reducing domestic energy demand and mitigating climate change. Recently, various technical devices have been developed, providing households with feedback on their heating behavior and supporting energy conservation behavior.
The impact of such devices on overall energy consumption depends on (1) the impact of a device within a household, (2) the diffusion of devices to other households and the number of adopters, and (3) the diffusion of the induced behavioral change beyond these households. While the first two processes are currently established in assessments of sustainable household devices, we suggest that adding behavior diffusion is essential when assessing devices that explicitly target behavioral change. We therefore propose an assessment framework that includes all three processes. We implement this framework in an agent-based model by combining two existing simulation models to explore the effect of adding behavior diffusion. In three simulation experiments, we identify two mechanisms by which behavior diffusion (1) spreads the effect of such devices from adopters to non-adopters and (2) increases the average speed of behavioral change of households. From these results we conclude that behavior diffusion should be included in assessments of behavior-changing feedback devices.
"Sufficiency" is beginning to emerge as a new value throughout Western societies and the question asked in this article is: Can we observe cases with actual opportunities to link successful business strategies of incumbents to principles of sufficiency? Thus, how feasible is sustainable entrepreneurship for incumbents? As an innovative conceptual approach, it will be analyzed how brand claims function as narrative translation mechanisms in situations where tensions emerge between corporate narratives and unexpected societal trends, e.g. the emergence of sufficient lifestyles. It will be shown that even though these are still a niche phenomenon, a focus on powerful brands and the narratives connected to them are an important element in understanding the role of incumbents in transitions to sustainability.